Шарлотта Перриан родилась в Париже в 1903 году в семье портного и швеи. В 1920 году она поступила в школу Центрального союза декоративных искусств, где училась мебельному делу у Анри Рапена и слушала курсы Мориса Дюфрена и Поля Фолло. Диплом получила в 1925-м, а в 1927-м показала на Осеннем салоне «Бар под крышей»: встроенный бар из стали, алюминия, стекла и кожи, который она сделала в собственной квартире-студии на площади Сен-Сюльпис.
Именно этот бар заставил Ле Корбюзье передумать. При первой встрече он отказал ей фразой «у нас тут не вышивают подушки», но через месяц, увидев её стенд, предложил работу. С 1927 по 1937 год она вела в его мастерской на рю де Севр тему оборудования жилья. Вместе с ним и Пьером Жаннере она создала кресла B301 и LC2 «Гран Конфор», шезлонг B306 (LC4) и вращающееся кресло, а обстановкой занималась на вилле Ла Рош и вилле Чёрч. В 1929 году вошла в число основателей Союза современных художников (UAM).
В 1937 году она ушла и стала работать сама. В 1940-м по приглашению японского министерства торговли и промышленности уехала в Японию советником по промышленному дизайну, после чего война задержала её в Индокитае. После возвращения в 1946 году она вновь сотрудничала с Жаном Пруве, оформляла курорт Меребель и студенческие дома Университетского городка в Париже. В 1960-е взялась за курорт Ле-Арк в Савойе и работала над ним больше двадцати лет, стандартизируя кухни и ванные модули.
Перриан умерла в Париже в 1999 году в возрасте 96 лет. Работа продолжается через дочь Пернетт и её мужа, историка Жака Барзака, которые ведут архив и переиздания. Мебель Перриан выпускает Cassina, а выставка «Новый мир Шарлотты Перриан» в Фонде Louis Vuitton (2019) вернула интерес к её интерьерам. Для заказчика сегодня она — прежде всего источник референсов: мало кто так подробно продумал сочетание дерева, металла и хранения в маленьком жилье.